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一個實際嵌入式系統架構的演化

來源: 責編: 時間:2023-11-01 17:05:43 304觀看
導讀上世紀九十年代,互聯網的極速發展讓通訊測試設備也得到了極大的發展。那個年代,能夠實現某種測量的硬件是競爭的核心,軟件的目的僅僅是驅動硬件運行起來,再提供一個簡單的界面。所以,最初的產品的軟件結構非常簡單,類似前面

上世紀九十年代,互聯網的極速發展讓通訊測試設備也得到了極大的發展。那個年代,能夠實現某種測量的硬件是競爭的核心,軟件的目的僅僅是驅動硬件運行起來,再提供一個簡單的界面。所以,最初的產品的軟件結構非常簡單,類似前面的城鐵門禁系統。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 優點:程序簡單明了的實現了用戶的需求,一個程序員就可以全部搞定。
  • 缺點:完全沒有劃分模塊,底層上層耦合嚴重。

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1. 數據處理

用戶要求能將測量結果保存下來,并可以重新打開。數據存儲模塊和界面被獨立出來。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

依然保持上面的主邏輯,但是界面部分不僅可以顯示實時的數據,也可以從ResultManager中讀取數據來顯示。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 優點:數據和界面分離的雛形初步顯現
  • 缺點:ResultManager只是作為一個工具存在,負責保存和裝載歷史數據。界面和數據的來源依然耦合的很緊。不同的界面需要的不同數據都是通過硬編碼判斷的。

2. 窗口管理

隨著功能不斷復雜,界面窗口越來越多,原來靠一個類來繪制各種界面的方式已經不能承受。于是窗口的概念被引入。每個界面都被視為一個窗口,窗口中的元素為控件。窗口的打開,關閉,隱藏則由窗口管理器負責。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 優點:界面功能以窗口的單位分離,不再是一個超大的集合。
  • 缺點:雖然有了窗口管理器,但是界面依然是直接和底層耦合的,依然是大循環結構。

3. MVC模式

隨著規模進一步擴大,最初的大循環結構終于無法滿足日益復雜的需求了。標準的MVC模式被引入,經歷了一次大的重構。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

數據中心作為Model被獨立出來,保存著當前最新的數據。View被放在了獨立的任務中執行,定期從DataCenter輪詢數據。用戶的操作通過View發送給Controller,進一步調用硬件驅動執行。硬件執行的結果從驅動到Controller更新到DataCenter中。界面,數據,命令三者基本解耦。ResultManager成為DataCenter的一個組件,View不再直接與其通訊。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

MVC模式的引入,第一次讓這個產品了有真正意義上職責明晰,功能獨立的架構。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

4. 大量類似模塊,低效的復用

到上一步,作為一個單獨的嵌入式設備,其架構基本可以滿足需求。但是隨著市場的擴展,越來越多的設備被設計出來。這些設備雖然執行的具體測量任務不同,但是他們都有著同樣的操作方式,類似的界面,更主要的是,它們面臨的問題領域是相同的。長期以來,復制和粘貼是唯一的復用方式,甚至類名變量名都來不及改。一個錯誤在一個設備上被修正,同樣一段代碼的錯誤在其他設備上卻來不及修改。而隨著團隊規模的擴大,甚至MVC的基本架構在一些新設備上都沒能遵守。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

最終框架被引入了這個系列的產品。框架確定了如下內容:nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • MVC模式的基本架構
  • 窗口管理器和組件布局算法
  • 多國語言方案(字符串管理器)
  • 日志系統
  • 內存分配器和內存泄露檢測

5. 遠程控制

客戶希望將設備固定安放在網絡的某個位置,作為“探針”使用,在辦公室通過遠程控制來訪問這個設備。這對于原本是作為純手持設備設計的系統又是一個挑戰。幸運的是,MVC架構具有相當的彈性,早期的投入獲得了回報。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

TL1 Server 對外提供基于Telnet的遠程控制接口。在系統內部,它的位置相當于View,只和原有的Controller和DataCenter通訊。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

6. 自動化的TL1解釋器

由于TL1命令相當多,而TL1又往往不是客戶的第一需求,很多設備的TL1命令開始不完整。究其原因,還是手寫TL1命令的解釋器太累。后來通過引入Bison和Flex,這個問題有所改善,但還是不足。自動化代碼生成在這個階段被引入。通過以如下的格式定義TL1,工具可以自動生成TL1的編碼和解碼器代碼。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

CMD_NAME{  cmd = “SET-TIME-CONFIG::<ctag>::<year>,<month>,<day>,<hour>,<minute>,[<second>]”  year = 1970..2100  month = 1..12  day = 1..31  hour = 0..23  minute = 0..59  second = 0..59}

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7. 測試的難題

經過數十年的積累,產品已經成為一個系列,幾十種設備。大部分設備進入了維護期,經常有客戶提一些小的改進,或者要求修正一下缺陷。繁重的手工回歸測試成為了噩夢。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

基于TL1的自動化測試極大的解放了測試人員。通過在PC上運行的測試腳本,回歸測試變得簡單而可靠。唯一不足的是界面部分無法驗證。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

基于Test Quest的自動化工具需要在設備運行的pSOS系統上開發一個類似遠程桌面的軟件,而這在pSOS上并非易事。不過好消息是,由于框架固定了界面的風格和布局算法,基于Test Quest的自動化工具會有很高的識別效率。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

8. 小結

從這個實際的嵌入式產品重構的歷程可以看出,第三步引入MVC模式和第四步的框架化是非常關鍵的。成熟的MVC模式保證了后續一系列的可擴充性,而框架則保證了這個架構的在所有產品中的準確重用。nUv28資訊網——每日最新資訊28at.com

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